CN106979347B - 阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括阀壳体(2)、阀座(3)和阀元件(4)的阀(1)。所述阀元件(4)能够相对于所述壳体(2)在朝向所述阀座(3)的关闭方向上移位。本发明的任务是提供具有改进的功能的阀。为此，所述阀座(3)能够相对于所述壳体(2)平行于所述关闭方向移位。

Description

阀

技术领域

本发明涉及一种包括阀壳体、阀座和阀元件的阀，其中，阀元件能够相对于壳体在朝向阀座的关闭方向上移位。

背景技术

这种阀例如被用于控制冷却或加热流体到散热器或热交换器的流动。这种阀通常具有设置为壳体的一部分的阀座，或者阀座至少固定在壳体上。然后可以通过相对于阀座移动阀元件来调节流过阀的液体流量。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种具有改进功能的上述类型的阀。

根据本发明，解决上述任务的是，阀座可相对于壳体平行于关闭方向移位。

这里的关闭方向指的是阀元件朝向或远离阀座移动的方向。在下文中，该方向也将由轴向方向表示。根据本发明，提供了一种阀，其中阀座可相对于壳体平行于关闭方向移位。因此，阀元件和阀座之间的距离不仅可以通过改变阀元件的位置来调节，还可以通过改变阀座的位置来调节。由于阀的开度也可以通过移动阀座来改变，并且不必影响阀元件，因此这实现了阀的更广的功能性。特别地，在使用温度调节致动器来致动阀元件并且通过使阀元件朝向阀座移位来补偿温度调节致动器中的温度升高的情况下，人们具有通过改变阀座的位置以重新调节阀的最大开度的独立的手段。此外，可移动的阀座还为阀的附加控制开辟了新的可能性，例如，移动阀座超过一定距离可以完全关闭阀。此外，通过使阀座相对于壳体可移位，还提供了具有使阀座相对于壳体开口可旋转地进一步控制选项的可能性。这种阀的优选实施例是热交换器阀，特别是散热器阀。

在优选实施例中，阀座布置在阀座构件中。将阀座布置在阀座构件中是相对简单的选择，使阀座可相对于壳体平行于阀的关闭方向移位。此外，这种阀座构件还允许包括另外的选择，例如，使阀座与阀座构件一起旋转。阀座例如可以布置在阀座构件的一个轴向端部区域。阀座构件可以是圆柱形的，优选地类似于中空圆柱体。然而，可选地，阀座构件可具有圆锥形状，截头圆锥形状或椭圆柱体形状。阀座可以布置在阀座构件的内表面处。

在另一优选实施例中，阀包括插入件，其中阀座在插入件中被引导。这例如具有以下优点：通过与插入件的摩擦减小了阀座构件的磨损，因为可以用相同材料例如塑料制造阀座构件和插入件。因此，阀座构件不需要被引导成与通常由金属制成的壳体直接接触。优选地，插入件具有圆柱形状，例如，类似于中空圆柱体。可替换地，插入件可以具有锥形形状，截头圆锥形状或椭圆柱体形状。

在另一优选实施例中，阀包括阀顶部插入件，其中阀座构件的一个轴向端部连接到阀顶部插入件。在该实施例中，阀座与阀座构件一起不能相对于壳体主动位移，或者阀顶部插入件需要与阀座构件一起移位。在阀顶部插入件相对于壳体固定的情况下，该实施例仍然允许具有可移动的阀座，特别是当阀座设置在阀座构件的与阀顶部插入件相对的轴向端部上时。在这种情况下，阀座构件可以热膨胀或伸长，使得在温度变化时从阀顶部插入件到阀座的距离可以增加或减小。

在另一优选实施例中，阀包括在阀顶部插入件中被引导的杆，其中杆的一端连接到阀元件。在与阀元件相对的端部处，杆可以抵接阀附件(例如温度调节致动器)，或者杆可以连接或抵接填料箱的销。

在另一优选实施例中，在温度升高时，阀座构件伸长的距离大于杆伸长的距离。因此，确保了阀元件到阀座的距离在温度升高时将增加，特别是如果杆直接抵接用于致动阀的阀附件时。当使用温度调节致动器来致动阀时，温度调节致动器在许多情况下将受到高于实际室温的温度的影响，例如，由于从热水通过壳体到温度调节致动器的热传导。因此，温度调节致动器将过度补偿并且使得阀元件到阀座的距离的减小量过大。通过使阀座构件膨胀比杆更大的距离，可以确保附接到阀的温度调节致动器的温度校正被重新调整并且更精确。

在另一优选实施例中，阀包括填料箱，其中销在填料箱中被引导。销可在一个轴向端部抵接杆的与阀元件相对的轴向端部。销的与杆相对的另一个轴向端部然后可以通向阀的外部，使得其可以被阀附件(例如温度调节致动器)接合。

在另一优选实施例中，在温度升高时，阀座构件伸长的距离大于杆和销的组合伸长的距离。在该实施例中，确保在销和杆两者都是阀的一部分的情况下，销和杆的组合的总热伸长小于阀座构件的热膨胀。因此，确保了在温度升高时，阀的部件的内部伸长/膨胀将导致阀元件到阀座的距离的增加。这确保了由附接的温度调节致动器执行的再调节的反补偿(counter-compensation)，该反补偿通常在温度升高时导致阀元件到阀座的距离的减小。

优选地，阀座构件热延伸以增加阀座到阀元件的最大距离。在这种情况下，阀座构件可以例如固定到阀的壳体或其他部件，例如阀顶部构件，并且在相对端允许通过热膨胀而伸长。在这种情况下，阀座优选地布置在阀座构件的与阀座构件的固定到阀的壳体和/或其他部件的端部相对的轴向端部。因此，在热膨胀情况下，阀座构件的长度可以增加，由此阀座到阀元件的距离增加，这又继而增加了通过阀的流量。如果将温度调节致动器附接到阀上，这是有利的，因为由于与热水的间接接触的附加加热导致高于室温的温度影响温度调节致动器，温度调节致动器通常对温度升高作出过度补偿。因此，阀座构件的热膨胀导致在温度变化时阀的开度的更精确的控制。

在另一优选实施例中，阀座构件的热伸长在一端由阀顶部插入件限制并且在另一端由插入件限制。这确保了在阀座的可动性主要用于校正温度调节致动器的温度补偿的情况下，阀座仅能够在有限范围内移动，以确保阀座到阀元件的距离不会变得太大。

在另一优选实施例中，阀座构件在插入件内部可旋转。在该实施例中，可以想到通过使阀座可移动并布置在阀座构件中来执行的附加功能。例如，通过在插入件内使阀座构件旋转，还可以调节通过阀的最大流量，或甚至使阀完全关闭而不考虑阀座与阀元件的相对位置。为此，阀可以包括允许从外部观察阀座构件的旋转位置的检查窗口或检查孔。优选地，阀座构件以及插入件都具有圆柱形形状。在该实施例中，阀座构件可以在插入件中旋转，并且也可以在插入件内部热伸长。

优选地，如果至少一个热致动部件布置在壳体内部，其中当至少一个热致动部件的温度升高时，至少一个热致动部件增加阀座到阀元件的最大距离。例如，在阀座构件由具有大的热膨胀系数的材料制成的情况下，热致动构件可以是阀座构件。替代地或附加地，热致动构件可以是专用的热致动构件，其可以移动阀中的其它构件，例如阀座构件，以移动阀座。热致动元件也可以是形状记忆合金致动器。

在另一优选实施例中，阀包括温度调节致动器，其中当温度调节致动器受到温度升高影响时，温度调节致动器减小阀元件到阀座的最大距离，其中至少一个热致动元件同时热膨胀以增加阀元件到阀座的最大距离，以补偿温度调节致动器的高于室温的温度。

在另一优选实施例中，至少一个热致动部件布置在阀座部件的轴向端部。优选地，在这种情况下，热致动元件以环(例如蜡环)的形式设置在阀中。

在另一个优选的实施方案中，至少一个热致动元件是蜡环。蜡具有高的热膨胀系数，并且因此是用于移动阀座的热致动元件的良好选择。在这种情况下，通过将蜡环放置在例如阀座构件的与阀座相对的轴向端部处而间接地移动阀座。这样，当蜡环在温度升高而热膨胀时，阀座将远离阀元件移位。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例，其中：

图1示出了根据本发明的第一实施例的阀的剖视图，

图2示出了图1所示的阀的放大图。

图3示出了根据本发明的第一实施例的阀的等距剖视图，

图4示出了根据图3的阀的放大图，

图5示出了根据第二实施例的阀的剖视图，

图6示出了根据图5的阀的放大图。

具体实施方式

图1至图4示出了根据本发明的阀1的第一实施例，该阀是散热器阀或用于加热或冷却目的的用于热交换器的其他阀。阀1包括壳体2，在该壳体2中布置有入口13以及出口12。阀1包括阀座3，阀座3与阀元件4协作以调节通过阀的流体流。在该实施例中，阀座3被布置在具有圆柱形形状的阀座构件5中。阀座3被布置在阀座构件5的一个轴向端部处。阀座3被布置在阀座构件5的内表面处。

阀元件4被布置在杆8的一个轴向端部处。杆8以及阀元件4可以轴向移动以调节或关闭阀。在杆8的与阀元件4相对的轴向端部处，布置有填料箱9的销10。杆8被引导于阀顶部插入件7中。阀顶部插入件7被阀顶部14保持在壳体内部。阀顶部14可以例如通过卡扣连接而连接到壳体2。如果阀顶部14由塑料材料制成，而壳体2由金属制成，则这种连接是有利的。

阀1可以包括温度调节(thermostatic)致动器或类似的阀附件，为了简单起见，图1至6中未示出。然而，温度调节致动器可以例如附接到阀顶部14并且与销10接合以致动阀元件4。

然而，现有技术中的温度调节致动器具有缺点，即它们通常通过直接接触由加热流体加热的阀而被加热到高于瞬时室温。由于加热流体通常具有远高于室温的温度，因此温度调节致动器在许多情况下也被加热到比室温高的温度。温度调节致动器通常被布置成：当温度调节致动器的温度升高时减小通过阀的流量，使得一旦达到期望的温度，就不需要手动地重新对阀进行调整。然而，由于温度调节致动器在许多情况下将被加热到与实际室温不对应的过高的温度，因此，与实际室温的情况相比，温度调节致动器通常过分地关闭阀门。根据本发明，阀座现在也可以平行于阀元件4的朝向阀座3的关闭方向而相对于壳体移动。优选地，这是通过阀中的至少一个热致动(thermoactive)元件实现的，该元件可以膨胀或伸长并因此使得阀座3移位。

在根据图1至4的第一实施例中，热致动构件是阀座构件5。为此，阀座构件5仅在阀座构件5的与阀座3相对的轴向端部处固定到阀顶部插入件7。这样，当阀座构件5在温度升高时热伸长时，阀座3将沿远离阀元件4的方向移位，由此增加通过阀的流量。然而，由于该效果优选地小于通过所附接的温度调节致动器对阀的开度的重新调节，温度升高的总体效果仍然是阀元件4将移动更靠近阀座3。然而，在根据图1至4的视图中，阀座3以及阀元件4在这种情况下将向下移位。

必须考虑的另一个效应当然是，杆8以及销10也将在一定程度上在温度升高的情况下热膨胀和伸长。因此，优选地，在温度升高时阀座构件5比杆8伸长更大的距离。在使用杆8以及销10的情况下，优选的是，在温度升高时，阀座构件5比杆8和销10的组合伸长更大的距离。这可以通过为阀座构件5选择具有比杆8和销10的热膨胀系数更大的热膨胀系数的材料实现。

在温度升高时，可以相对于图2和5所示的参考平面18定义阀顶部插入件7和阀座构件5的轴向伸长。阀顶部插入件7在基准平面18处利用边缘19抵接阀顶部14。在阀顶部插入件7的轴向端部20处，阀顶部插入件7抵接阀座构件5。因此，阀顶部插入件7相对于参考平面18的热伸长导致阀座构件5的使得阀座3移位远离阀元件4的位移。这种效果增加了阀座构件5本身的热伸长，该热伸长也使阀座3远离参考平面18移位。阀座构件5和阀顶部插入件7接合，使得它们在温度升高时的组合伸长使阀座3远离参考平面18移位。阀座3相对于参考平面18的轴向位移因此取决于阀顶部插入件7和阀座构件5的结合的运动。由此，阀座3在温度升高时从基准平面18移动的距离比阀元件4由于杆8和/或销10中的温度升高而移动的距离大。

参考图2和4的放大图，阀座构件5还包括第一开口15。类似地，插入件6包括第二开口16。如图2和4所示，第一开口15和第二开口16沿轴向方向以及旋转方向对齐。在第一开口15和第二开口16的该相对位置中，来自阀座3的流体可以通过第一开口15，然后通过第二开口16到达出口12。然而，根据第一开口15和第二开口16的相对尺寸，也可以通过改变第一开口15和第二开口16的对准，使用可移位阀座3以实现调节穿过阀的流量的附加手段。例如，阀座构件5也可以是能够旋转的，由此可以减小通过第二开口16和第一开口15的朝向出口12的有效流动横截面。此外，甚至可以通过旋转阀座构件5关闭通过第一开口15和第二开口16与出口12的任何直接流体连接。这能够允许或实现阀的附加控制功能，例如可以在安装或维护期间关闭阀的朝向入口13或出口12的连通。

阀1还包括检查窗口17。在所示的实施例中，检查窗口17布置在阀门顶部14中，以允许检查阀座构件5。这可以例如用于检查阀座构件5的当前旋转位置。另外地或可替代地，检查窗口17还可以用于检查阀座构件5的当前轴向位置。因此，通过相对于插入件6使阀座构件5旋转，第一开口15和第二开口16可以对阀进行预设置的手段。

根据图5和6的第二实施例包括热致动构件11。优选地，热致动构件11具有蜡环的形状，但其也可以是形状记忆合金致动器。热致动元件11的位置可以在图6中详细地看到。热致动元件11设置在阀座元件5的与阀座3相对的轴向端部。热致动元件11优选地抵接阀座元件5以及阀顶部插入件7。使用专用的热致动元件11的优点在于(尤其是用于阀座构件5的)材料的选择更宽。特别地，在这种情况下不需要阀座构件5的热膨胀系数远大于杆8或销10的热膨胀系数，以实现在阀内部温度升高时阀座5相对于阀元件4的净相对位移。然而，在图1至图4中，阀座构件5扮演具有大热膨胀系数的热致动构件的角色。然而，专用的热致动构件11以及具有类似于阀座构件5的附加功能的热致动构件都可以用于实现由阀中温度升高导致的阀座3和阀元件4之间距离的总体增加。如前所述，阀1内的热膨胀和由所附接的阀附件导致的重新调节的组合效应应当总是导致在温度升高时对通过阀的流量的节流。

Claims (14)

1.一种阀(1)，包括阀壳体(2)、阀座(3)和阀元件(4)，其中所述阀元件(4)能够相对于所述壳体(2)在朝向所述阀座(3)的关闭方向上移位，其特征在于，所述阀座(3)能够相对于所述壳体(2)平行于所述关闭方向移动，

至少一个热致动部件(11)被布置在所述壳体(2)内，其中在所述至少一个热致动部件(11)的温度升高时，所述至少一个热致动部件(11)增大所述阀座(3)到所述阀元件(4)的最大距离，所述至少一个热致动部件(11)使得所述阀座(3)移位。

2.根据权利要求1所述的阀(1)，其特征在于，所述阀座(3)被布置在阀座构件(5)中。

3.根据权利要求2所述的阀(1)，其特征在于，所述阀包括插入件(6)，其中所述阀座(3)在所述插入件(6)中被引导。

4.根据权利要求2所述的阀(1)，其特征在于，所述阀(1)包括阀顶部插入件(7)，其中所述阀座构件(5)的一个轴向端部连接到所述阀顶部插入件(7)。

5.根据权利要求4所述的阀(1)，其特征在于，所述阀(1)包括在所述阀顶部插入件(7)中被引导的杆(8)，其中所述杆(8)的一端连接到所述阀元件(4)。

6.根据权利要求5所述的阀(1)，其特征在于，在温度升高时，所述阀座构件(5)伸长的距离大于所述杆(8)伸长的距离。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的阀(1)，其特征在于，所述阀包括填料箱(9)，其中销(10)在所述填料箱(9)中被引导。

8.根据权利要求7所述的阀(1)，其特征在于，在温度升高时，所述阀座构件(5)伸长的距离大于杆(8)和所述销(10)的组合伸长的距离。

9.根据权利要求2至6中任一项所述的阀(1)，其特征在于，所述阀座构件(5)热伸长以增加所述阀座(3)相对于所述阀元件(4)的最大距离。

10.根据权利要求9所述的阀(1)，其特征在于，所述阀座构件(5)的热伸长在一端由阀顶部插入件(7)限制并且在另一端由所述插入件(6)限制。

11.根据权利要求3至6中任一项所述的阀(1)，其特征在于，所述阀座构件(5)能够在所述插入件(6)内旋转。

12.根据权利要求1所述的阀(1)，其特征在于，所述阀(1)包括温度调节致动器，其中当温度调节致动器受到温度升高的影响时，所述温度调节致动器减小所述阀元件(4)到所述阀座(3)的最大距离，同时所述至少一个热致动元件(11)热伸长以增加所述阀元件(4)到所述阀座(3)的最大距离，以补偿温度调节致动器的高于室温的温度。

13.根据权利要求2至6中任一项所述的阀(1)，其特征在于，至少一个热致动元件(11)布置在所述阀座构件(5)的轴向端部。

14.根据权利要求1所述的阀(1)，其特征在于，至少一个热致动构件(11)是蜡环。